Substrato de carboneto de silício

O processo desubstrato de carboneto de silícioé complexo e difícil de fabricar.Substrato de SiCocupa o principal valor da cadeia da indústria, respondendo por 47%. A expectativa é que com a expansão da capacidade de produção e a melhoria do rendimento no futuro, caia para 30%.

Do ponto de vista das propriedades eletroquímicas,substrato de carboneto de silícioos materiais podem ser divididos em substratos condutores (faixa de resistividade 15 ~ 30mΩ·cm) e substratos semi-isolantes (resistividade superior a 105Ω·cm). Esses dois tipos de substratos são usados ​​para fabricar dispositivos discretos, como dispositivos de energia e dispositivos de radiofrequência após crescimento epitaxial. Entre eles:

1. Substrato semi-isolante de carboneto de silício: usado principalmente na fabricação de dispositivos de radiofrequência de nitreto de gálio, dispositivos optoeletrônicos, etc. Ao cultivar uma camada epitaxial de nitreto de gálio em um substrato semi-isolante de carboneto de silício, um nitreto de gálio epitaxial à base de carboneto de silício é obtido um wafer, que pode ser posteriormente transformado em dispositivos de radiofrequência de nitreto de gálio, como o HEMT.

2. Substrato condutor de carboneto de silício: usado principalmente na fabricação de dispositivos de energia. Ao contrário do processo tradicional de fabricação de dispositivos de potência de silício, os dispositivos de potência de carboneto de silício não podem ser fabricados diretamente em um substrato de carboneto de silício. É necessário cultivar uma camada epitaxial de carboneto de silício em um substrato condutor para obter uma pastilha epitaxial de carboneto de silício e, em seguida, fabricar diodos Schottky, MOSFETs, IGBTs e outros dispositivos de potência na camada epitaxial.

O processo principal é dividido nas três etapas a seguir:

1. Síntese de matéria-prima: Misture pó de silício de alta pureza + pó de carbono de acordo com a fórmula, reaja na câmara de reação sob condições de alta temperatura acima de 2.000 ° C e sintetize partículas de carboneto de silício de forma de cristal e tamanho de partícula específicos. Em seguida, por meio de britagem, peneiramento, limpeza e outros processos, são obtidas matérias-primas em pó de carboneto de silício de alta pureza que atendem aos requisitos.

2. Crescimento de cristal: É o elo de processo mais importante na fabricação de substratos de carboneto de silício e determina as propriedades elétricas dos substratos de carboneto de silício. Atualmente, os principais métodos de crescimento de cristais são o transporte físico de vapor (PVT), a deposição química de vapor em alta temperatura (HT-CVD) e a epitaxia em fase líquida (LPE). Entre eles, o PVT é o método principal para o crescimento comercial de substratos de SiC nesta fase, com a mais alta maturidade técnica e a mais ampla aplicação em engenharia.

3. Processamento de cristal: Através do processamento de lingotes, corte de haste de cristal, retificação, polimento, limpeza e outros links, a haste de cristal de carboneto de silício é processada em um substrato.